Aula 2 Os materiais na Engenharia

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Aula 02 – Os Materiais na Engenharia 
Prof. Esp. Nelson Pimenta Neto 
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Ligas metálicas 
 
 
Ligas Ferrosas; 
Ligas Não Ferrosas; 
 
 Ligas metálicas são materiais 
com propriedades metálicas 
que contêm dois ou mais 
elementos químicos sendo que 
pelo menos um deles é metal. 
 
Ligas Ferrosas 
 Segundo SHACKELFORD 2008, mais de 
90% em peso dos materiais metálicos usados 
pelos seres humanos são ligas ferrosas, o que 
representa uma imensa família de materiais de 
engenharia com uma ampla faixa de 
microestrutura e propriedades relacionadas. A 
maioria dos projetos de engenharia que exigem 
suporte de carga estrutural ou transmissão de 
energia envolve ligas ferrosas, onde o carbono 
tem certa quantidade em sua composição. 
Aços Carbono: 
 São ligas Fe-C que podem conter 
outros elementos de liga adicionados, além 
dos elementos residuais oriundos do 
processo de fabricação, suas propriedades 
mecânicas dependem do teor de carbono. 
 
 
 
Podem ser classificados genericamente em: 
 
Aços de baixo carbono: % de C é menor 
que 0,25%, 
Aços de médio carbono: % de C está 
entre 0,25% e 0,60%, 
Aços de alto carbono: % de C está entre 
0,60% e 1,4%; 
 
Aços carbono são ligas Fe-C com 
baixíssima concentração de outros 
elementos de liga adicionados. 
Aços liga são ligas Fe-C com 
concentrações apreciáveis de outros 
elementos de liga adicionados. 
 
Aços de baixo carbono: 
 
 Podem ser subdivididos em: 
aços-carbono com baixo teor de C 
e aços de alta resistência e baixa 
liga. 
 
 
Aços-carbono com baixo teor de C: 
 Apresentam microestrutura, 
São macios e resistentes, 
São dúcteis e tenazes, 
São insensíveis a tratamentos térmicos, 
Apresentam custo mais baixo de produção, 
são usados na fabricação de painéis de 
carros, tubos, pregos, arames, etc. 
 
 
Aços de médio teor de carbono 
Aços de alta resistência e baixa liga. 
contêm elementos de liga adicionados, tais como: 
cobre (Cu), vanádio (V), níquel (Ni) e molibdênio 
(Mo). 
são mais resistentes à deformação e à corrosão do 
que os aços-carbono. 
podem ser submetidos a tratamentos térmicos, 
são usados na fabricação de estruturas para baixas 
temperaturas, chassis de caminhões, vagões, etc. 
 
 
Aços de médio teor de carbono: 
 podem ser subdivididos em: aços-carbono com 
médio teor de C e aços tratados termicamente; 
 aços-carbono com médio teor de C : 
apresentam microestrutura de martensita (fase 
extremamente dura, mas frágil) temperada (com 
tratamento térmico para aumentar a tenacidade 
da martensita). 
são usados na fabricação de facas, talhadeiras, 
serras de metal, etc 
aços com médio teor de C tratáveis 
termicamente: 
a presença de impurezas aumenta a resposta a 
tratamentos térmicos, 
são mais resistentes, mas menos dúcteis e tenazes 
que os aços-carbono de baixo teor de C. 
são usados na fabricação de molas, pistões, 
engrenagens, etc. 
 
 
Aços de alto teor de carbono: 
podem ser chamados de aços-carbono 
com alto teor de C ou aços-ferramenta; 
são extremamente duros e fortes, mas 
pouco dúcteis; 
são resistentes ao desgaste e mantêm o 
corte ou fio; 
podem se combinar com cromo (Cr), 
vanádio (V) e tungstênio (W) para formar 
carbetos (Cr23C6, V4C3 e WC), que são 
extremamente duros e resistentes. 
são usados na fabricação de moldes, 
facas, lâminas de barbear, molas, etc. 
 
Aços inox 
possuem como impureza predominante o 
cromo (Cr) em teores menores que 11% 
m/m (11% de Cr na massa total); 
podem conter também níquel (Ni) ou 
molibdênio (Mo) como impurezas; 
são resistentes à corrosão, temperaturas 
até 1000ºC; 
 
São classificados em 3 classes de acordo 
com a microestrutura: 
aço inox martensítico: tratável 
termicamente e magnético. 
aço inox ferrítico: não tratável 
termicamente e magnético. 
aço inox austenítico: mais resistente à 
corrosão e não magnético. 
Aço inox martensítico: 
 
 Segundo SHACKELFORD 2008, contém 
uma estrutura de formação complexa tetragonal 
de corpo centrado, chamada martensita, sendo 
esta estrutura cristalina de alta resistência e baixa 
ductilidade. 
 instrumentos cirúrgicos como bisturi e pinças; 
 facas de corte; 
 discos de freio especiais; 
 
Aço inox ferrítico: 
Sem teor de níquel, estrutura CCC, sendo o 
mesmo baixa liga, resistente à corrosão, mais 
barato por não conter níquel. 
 eletrodomésticos (fogões, geladeiras); 
Frigoríficos; 
Moedas; 
 Indústria automobilística; 
Talheres; 
Sinalização visual - Placas de sinalização e 
fachadas; 
 
 
Aço inox austenítico: 
Alta resistente à corrosão. 
equipamentos para indústria química e 
petroquímica; 
equipamentos para indústria alimentícia 
(cutelaria) e farmacêutica; 
construção civil; 
utensílios domésticos; 
 
Ligas Não Ferrosas: 
 
 Segundo SHACKELFORD 2008, usadas 
na maioria das aplicações metálicas nos 
projetos atuais de engenharia, as ligas não 
ferrosas desempenham um papel grande e 
indispensável em nossa tecnologia. 
 
Exemplo de Ligas Não Ferrosas: 
 São ligas que não possuem como 
constituinte principal o elemento ferro. Ligas 
de cobre: o cobre, quando não se encontra 
na forma de ligas, é tão mole e dúctil que é 
muito difícil de ser usinado. As ligas de 
cobre mais comuns são os latões, onde o 
zinco, na forma de uma impureza 
substitucional, é o elemento de liga 
predominante. 
 Ligas de cobre-zinco com concentrações 
aproximadamente de 35% de zinco são 
relativamente moles, dúcteis e facilmente 
submetidos à deformação plástica a frio. As 
ligas de latão que possuem um maior teor 
de zinco são mais duras e mais resistentes. 
 Os bronzes são ligas de cobre com vários 
outros elementos, incluindo o estanho, alumínio, 
o silício e o níquel. Essas ligas são relativamente 
mais resistentes do que os latões, porém ainda 
possui um elevado nível de resistência a corrosão. 
Alguns outros exemplos de ligas não ferrosas são 
as ligas de alumínio, que são caracterizadas por 
uma densidade relativamente baixa, 
condutividade elétrica e térmica elevada, e 
uma resistência à corrosão em alguns ambientes 
comuns, com a atmosfera ambiente. 
 Liga de magnésio é caracterizada pela 
baixa densidade do magnésio que é a mais 
baixa dentre todos os metais estruturais; 
dessa forma suas ligas são usadas onde um 
peso leve é considerado importante, como 
por exemplo, em componentes 
de aeronave. 
 
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Perguntas? 
 
Referência Bibliográfica 
 
SHACKELFORD, J. F.; VIEIRA, D. Ciência dos 
materiais. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2008.